Сварка

Разработка конструкции и технологии производства сварного изделия

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Анализ технологичности детали. Выбор способа производства заготовки

3. Выбор материала, оценка его свариваемости

4. Разработка конструкции сварного изделия. Выбор способа сварки

5. Разработка технологии сварки:

   1. Выбор способа сварки, сварочных материалов, оборудования, расчет режимов сварки

   2. Выбор заготовок и способов подготовки их для сварки

   3. Порядок производства сборочно-сварочных работ

   4. Контроль качества сварки

Введение

Сварка как технологический процесс получения неразъемных соединений находит широкое применение в машиностроении. Она позволяет получать конструкции и заготовки, которые другими способами получить невозможно или затруднительно. При этом обеспечиваются низкая себестоимость изделия, малый расход материала при высокой прочности и надежности соединяемых изделий.

Развитие сварочного производства кроме совершенствования процессов сварки сопровождается внедрением автоматического и полуавтоматического оборудования, позволяющего уменьшить трудоемкость изготовления изделия.

Для успешного применения сварки инженер-конструктор должен знать основы технологии сварки, ее основные виды и технологические возможности , уметь правильно выбирать материалы свариваемых изделий, тип сварного соединения, сварочные материалы, иметь четкое представление о процессе сварки проектируемого изделия, определить тип и форму исходных заготовок и технически грамотно оформить чертежи сварных конструкций. Только при выполнении всех вышеперечисленных требований можно спроектировать и затем изготовить работоспособные и технологичные агрегаты, машины, приборы и другие изделия.

Поэтому целью данной курсовой работы является знакомство со сваркой, как с технологическим процессом и проектировка сварного изделия в соответствии с вышеперечисленными требованиями

2. Анализ технологичности детали. Выбор способа производства заготовки

Получение заготовки штамповкой невыгодно, особенно при серийном производстве, так как при штамповке невозможно добиться большой точности размеров. Изготовление заготовки литьем также нецелесообразно, так как линейные размеры детали на много превышают толщины стенок, что при литье может привести к образованию пор, что в свою очередь приведет к снижению прочности детали и ее надежности. Ковка же при серийном производстве не применяется.

Следовательно, наиболее выгодный способ получения данной заготовки – сварка.

3. Выбор материала, оценка его свариваемости

Исходя из требуемых механических свойств и условий работы детали – переходник, а именно, прочность и жесткость, выбираем по ГОСТ 1050-88 конструкционную углеродистую Сталь 20 .Сталь 20 имеет временное сопротивление разрыву _В= МПа, условный предел текучести _0,2= МПа и относительное удлинение ₁₀= .

Свариваемостью называют способность материалов образовывать сварные соединения без трещин и прочих дефектов, имеющие механические и физико-химические свойства, близкие к свойствам основного металла. Она определяется главным образом склонностью сварных соединений к возникновению трещин.

Для оценки свариваемости можно определить эквивалентное содержание углерода:

В данном случае этот расчет можно не выполнять.

Сталь 20- из группы хорошо сваривающихся сталей ,которые не требуют подогрева деталей перед сваркой и термической обработки после сварки (отжиг или закалка с последующим высоким отпуском )

4.Разработка конструкции сварного изделия. Выбор способа сварки

Исходя из размеров детали, ее назначения, характера производства и выбранной марки стали, в данном случае можно использовать ручную дуговую сварку или полуавтоматическую в среде защитного газа. Назначим для получения изделия полуавтоматическую сварку в углекислом газе как обладающую большей производительностью и обеспечивающую лучшее качество сварки.

Анализ формы детали и сортамента проката позволяет использовать заготовки для сваривания из горячекатаной трубы по 500х6 ГОСТ 8732-78 и горячекатаной трубы. Исходя из формы детали и ее толщины, выберем по ГОСТ 14771-76 соединение тавровое Т6 для соединения пластины и цилиндров. Тавровое соединение Т6 требует скоса кромок, не предусматривает специальных фиксирующих элементов, а необходимая точность концентричного расположения деталей должна быть обеспечена при сварке.

После выбора сварки, типа сварных соединений и исходных заготовок разрабатываем сборочный чертеж сварной конструкции № ТКМ 28.00 СБ и чертежи входящих деталей N ТКМ 28.01 , N ТКМ 28.02, (соответствующие чертежи приведены в приложении).

При выполнении расчетно-графического задания все размеры необходимо рассчитать, в соответствии с размерами детали, требований на механическую обработку и припуски на скос кромок.

Таким образом, размеры заготовок будут:

• межосевые расстояния отверстий не зависят от вида сварки и других параметров, т.к. отверстия получают сверлением и последующим зенкерованием после сварки;

• h, h1 изменятся на величину припуска на механическую обработку, в соответствии с ГОСТ 25670-83, т.е.

h=65мм, h1=70мм

5.Разработка технологии сварки.

5.1. Выбор способа сварки, сварочных материалов, расчет режимов сварки и выбор оборудования

Способ сварки - полуавтоматическая в среде углекислого газа - был выбран нами ранее.

Исходя из марки стали и ее механических свойств, по соответствующим таблицам назначаем сварочную проволоку марки 2Св-08ГС ГОСТ 2246-70, в состав которой входит железо, 0,08% углерода, не более 1% марганца и не более 1% кремния. Повышенное содержание марганца обусловлено использованием в качестве защитного газа - углекислого. Диаметр проволоки выберем 2 мм, так как толщина сравнительно большая, а сварка полуавтоматическая. Сварной шов будет иметь _В=420 МПа, ₅=18%, что удовлетворяет условиям работы детали и механическим свойствам основного металла.

Задавшись плотностью тока i=100 А/мм², получим расчетный номинальный сварочный ток

А,

где мм - диаметр сварочной проволоки.

Для производства сварочных работ выбираем шланговый полуавтомат, у которого источник питания - выпрямитель для дуговой сварки в защитных газах с номинальным сварочным током 500 А типа ВДГ-500. При необходимости может быть использован и многопостовой источник, например, ВДГМ-1600.

Выпрямитель ВДГ-500 позволит иметь плотность тока при сварке до 150 А/мм², при этом потребляемая точность будет около 30 кВт.

5.2. Выбор заготовок и способов подготовки их для сварки

Для получения листовой заготовки целесообразно использовать листовой прокат нормальной точности (группа Б) толщиной 16 мм из стали 45

Толщина листа назначена больше требуемой с учетом предельных отклонений размеров сварной конструкции по 16 квалитету точности, припуска 3 мм на механическую обработку после сварки по сопрягаемым поверхностям изделия и припуска 1 мм на обработку перед сваркой.

Для цилиндрических заготовок используем пруток

Круг

Таких заготовок -три .

Выбор газокислородной резки как основной заготовительной операции сделан исходя из характера производства и возможности ее использования для Стали 45

5.3.Порядок производства сварочных работ

Деталь изготавливают из углеродистой, ограниченно сваривающейся стали, поэтому требуются подогрев деталей и термическая обработка после сварки. Перед привариванием цилиндров к листу необходим предварительный скос кромок (параметры скоса приведены выше).

Собранные в приспособлении детали позволяют сварщику без затруднений подводить проволоку в зону сварки и наблюдать за формированием сварного шва.

Сварку целесообразно производить исходя из выбранного оборудования и толщины деталей на постоянном токе обратной полярности за два прохода при плотности тока 100…150 А/мм².

После сварки изделие проходит завершающие и отделочные операции: очистку от окалины, грата, шлака и технический контроль.

Очистку от окалины, брызг металла производят в дробеструйной камере. Зачистка сварных швов в соответствии с разработанным чертежом не требуется. При необходимости усиление шва и наплывы металла можно было бы удалить зачисткой абразивным кругом или на металлорежущих станках.

5.4.Контроль качества сварочных работ

После завершения всех технологических операций сварное изделие предъявляют для технического контроля. Контроль осуществляется поэтапно. Внешним осмотром проверяют отсутствие подрезов, наплывов, непроваров, крупных пор и в соответствии с техническими требованиями чертежа дефекты могут быть устранены путем вырубки и заварки.

При отсутствии внешних дефектов сварки производят контроль размеров изделия в соответствии с требованиями чертежа, а затем контроль качества сварных швов.

Рассматриваемое изделие подвергать ультразвуковому и рентгеновскому контролю нет необходимости, так как это очень трудоемкие и дорогие операции, которые применяют для контроля изделий ответственного назначения.

После устранения выявленных дефектов, если такие оказались, изделие подвергают повторному контролю и испытанию.

Изделие, прошедшее технический контроль, отправляют в механический цех для окончательной обработки по чертежу. В данном случае сварное изделие будет подвергнуто токарной обработке и сверлению отверстий.